在基于石墨烯的可调电容超材料中实现 100% 振幅调制深度

太赫兹辐射的有效控制需要开发具有大调制深度的高效快速调制器。这一挑战通常通过使用超材料来解决，超材料是经过工程设计以在所需太赫兹频率下发生共振的人工亚波长光学结构。利用石墨烯作为有源可调元件的超材料器件已被证明是太赫兹调制的高效解决方案。然而，尽管石墨烯的电导率可以在很宽的范围内调节，但由于石墨烯的无带隙性质，它不能降至零，这直接限制了单层超材料调制器可达到的最大调制深度。在此，我们展示了两种规避这一限制的新颖解决方案：首先，我们从基板背面激发调制器；其次，我们在石墨烯贴片中引入空气间隙。这产生了一种开创性的石墨烯-金属超材料太赫兹调制器，工作在 2.0-2.5 THz，在 2.15 THz 处表现出 99.01% 的振幅调制深度和 99.99% 的强度调制深度，重构速度超过 3 MHz。我们的结果为太赫兹技术领域开辟了新前沿。